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La nanotecnologia è un campo in rapido sviluppo in quanto attrae investimenti significativi da parte di industrie e governi. I nanomateriali (NMs) usati sono tipicamente descritti come nanoparticelle (NPs) o nanotubi (NTs) con dimensioni che possono variare tra 1 e 100 nm.
Le piccoli dimensioni sono una delle cause delle loro peculiari caratteristiche fisico–chimiche diverse da quelle degli altri materiali solidi, e i loro effetti sull’ambiente e sugli organismi viventi sono ancora sconosciuti. E’ quindi importante e necessario comprenderne la loro tossicità, il destino e gli effetti ambientali eventualmente provocati, in modo da creare un protocollo sotto controllo legislativo prima che vengano rilasciate in natura. Inoltre, la vasta gamma di nanomateriali esistente richiede la comprensione dei rischi che ciascun composto può comportare.
Nella presente tesi, condotta presso i laboratori CEFAS (Weymouth, UK), sono stati scelti Cadmio (4 nm ± 1 nm) e Argento (13 nm ± 1 nm) in forma di nanoparticelle in quanto ben nota la tossicità dei due elementi, e perché ultimamente utilizzati sotto forma di nanoparticelle in diverse applicazioni nel campo medico, nella cura dei tumori, nello sviluppo di strumentazioni, come pannelli fotovoltaici.
Le nanoparticelle usate negli esperimenti di esposizione devono avere la capacità di entrare in soluzione facilmente, dunque nel presente studio, le nanoparticelle utilizzate sono state rivestite da thiol-terminated methyl polyethylene glycol in modo da inibire la formazione di agglomerati. Scopo dello studio è stata la valutazione di eventuali effetti tossici a livello del DNA negli emociti di mitilo (Mytilus edulis) e in coltura cellulare di trota arcobaleno (RTG), oltre all’attività enzimatica della lattico deidrogenasi (LDH) e la proliferazione cellulare, solo per RTG.
La linea cellulare utilizzata, sebbene non appartenente ad una specie marina, è da considerarsi, come tutte le linee cellulari in generale, un modello per l’analisi degli effetti genotossici in quanto essendo state geneticamente modificate per poter sopravvivere e moltiplicarsi in vivo, si diversificano dall’animale originale.
Il Comet assay, noto anche come single cell gel electrophoresis (SCGE), è una tecnica microelettroforetica per la diretta visualizzazione del danno al DNA in singole cellule. Durante l’elettroforesi i frammenti di DNA aventi basso peso molecolare si muovono più rapidamente del DNA integro (testa della cometa). Le comete e quindi l’estensione del danno al DNA, vengono misurate con un sistema di analisi dell’immagine computerizzata, che consente di rilevare la percentuale di DNA presente nella coda e nella testa della cometa.
Per lo studio degli effetti genotossici è stato utilizzato il Comet assay per entrambi gli organismi. Le colture cellulari di trota non sembrano subire effetti significativi dopo una esposizione di 24 e 48 ore alle nanoparticelle di argento e cadmio a quattro diverse concentrazioni (10; 1; 0.1; 0.01 mg/L), così come non si palesano effetti statisticamente significativi sugli emociti di mitilo se non alla dose di 50mg/L, che, per il cadmio sembrano essere influenzati da effetti citotossici.
Il test dell’LDH (detto anche test di citotossicità) è un saggio colorimetrico per la quantificazione della mortalità e della lisi cellulare, basato sulla misurazione dell’attività appunto della lattico deidrogenasi (LDH) rilasciata nel supernatante dal citosol di una cellula danneggiata. Nel test di proliferazione cellulare (XTT) le cellule metabolicamente attive (vive) riducono il sale di tetrazonio a composti del colored formazan; dalla misura allo spettrofotometro di questi composti è quindi possible ricavare la crescita cellulare all’interno del nostro campione.